重庆大学城市科技学院电气学院
电气控制技术课程设计任务书
一、设计课目：基于PLC的C650型车床控制系统设计 二、系统组成
车床是机械加工业中应用最为广泛的一种机床约占机床总数的25％～50％。车床可以用来切削各种的外圆、内孔、螺纹和端面，还可以安装钻头或绞刀等进行钻孔、绞孔等项加工。
C650型卧式车床属中型车床，加工工件回转半径最大可达1020mm，长度可达3000mm。其结构如图所示，主要由车身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杆和光杆等部分组成。
普通车床的结构图
车床的切削加工包括主运动、进给运动和辅助运动三部分。
1、主运动是工件作旋转运动，也就是产生车削的运动。主轴转动带动装夹在其端头的工件转动。
2、进给运动是刀具作直线运动，也就是使切削能连续进行下去的运动。刀具安装在刀架上，与滑板一起随溜板箱沿主轴轴线方向实现进给移动。主轴的传动和溜板箱的移动均由主电动机驱动，并通过各自的变速箱调节主轴转速或进给速度。当加工的工件比较大时其转动惯量也比较大，停车时不易立即停止转动，必须有停车制动的功能，较好的停车制动是采用电气制动。
3、为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间，要求带动刀架移动的溜板箱能够快速移动（辅助运动）。
在加工的过程中，还需提供切削液（冷却液）。
采用一台不变速的异步电动机拖动，实现切削主运动和刀具进给运动，其变速由变速齿轮箱通过手柄操作进行切换来实现的有级调速。采用一台电动机单独驱动刀架的快速移动；采用一台电动机单独驱动冷却泵和液压泵。
1
三、控制要求
1、主电动机M1，完成主轴主运动和刀具进给运动的驱动，电动机采用直接起动，可正反两个方向旋转（反转控制主要用于加工螺纹时，要求反转退刀），并可进行正反两个旋转方向的电气停车制动。为加工调整方便，还具有正向点动功能。 2、电动机M2拖动冷却泵，在加工时提供切削液，采用直接起动停止方式，并且为连续工作状态。
3、快速移动电动机M3，电动机可根据使用需要，随时手动控制起、停。 4、要求有局部照明和必要的电气保护和联锁。
四、设计任务
1、根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，绘出电气控制原理图，包括主电路和PLC的控制电路接线图，本设计要求采用S7-200 PLC； 2、重要电器元器件的选择和有关计算； 3、进行PLC元件的I/O地址分配；
4、根据控制要求，编制PLC控制程序（梯形图和指令表），并适当给出一些程序注释；
5、完成控制箱内和面板的元器件布置图与安装接线图；
6、列出所需电气设备器材的明细表（应包括：序号、文字符号、器材名称、规格、型号、数量、作用）
7、编制设计说明书（说明书格式见附件）。
2
重庆大学城市科技学院电气学院
电气控制技术课程设计任务书
一、设计课目：基于PLC的XA6132型铣床控制系统设计 二、系统组成
铣床在金属切削机床中使用数量仅次于车床。其主要用于加工零件的平面、斜面、沟槽等，装上分度头可以铣切直齿齿轮、螺旋面（如钻头的螺旋槽、螺旋齿轮）等零件。还可以加装万能铣头和圆工作台铣切凸轮和弧形槽。铣床的种类很多，有卧铣、立铣、龙门铣、仿形铣以及各专用铣床。 XA6132卧式万能铣床是应用最广泛的铣床之一。XA6132型是在X62W型万能铣床的基础上增设电磁铁离合器抱闸制动，二者的其他机械结构是相同的，其电气控制电路也基本相同。其结构如图所示，主要由底座、溜板、刀架支杆、悬梁、工作台、床身、升降台等几部分组成。
XA6132型铣床的结构图
XA6132卧式万能铣床有三种运动：
1、主运动：主轴带动铣刀的旋转运动。
2、进给运动: 工件相对于铣刀的移动，即加工中，工作台带动工件的移动或圆工作台的旋转运动。
3、辅助运动：工作台带动工件在上下、左右、前后三个方位的快速移动。 说明：
3
工作台六个方向运动的进给传动和快速移动都是靠进给变速箱里的两个电磁离合器来实现的。电磁离合器YC1吸合时，产生工作进给；电磁离合器YC2吸合时，产生快速移动。如下图所示。
三、控制要求
1、冷却泵电动机M1：冷却泵电动机只要求正转。 2、主轴电动机M2：
1）在空载时直接起动。
2）根据加工工艺的要求，有的工件需要顺铣（电动机正转），有的工件需要逆铣（电动机反转）。所以，主轴电动机需要正、反转，但在加工过程中不换向。 3）铣刀的切削是一种不连续切削，容易使机械传动系统发生故障，为了避免这种现象，在主轴传动系统中装有惯性轮，但在高速切削后，停车很费时间，故主轴电动机采用电磁离合器控制主轴制动停车。
4）为使主轴变速时，齿轮能顺利啮合，减少齿轮端面的冲击，主轴电动机在主轴变速时应有主轴变速冲动环节，即变速时电动机能点动一下。
5）为便于操作者在铣床正面与侧面皆可操作，主轴电动机的起动、停止等控制为两地操作。
3、进给电动机M3：
1）工作台的三种运动形式、六个方向的移动是依靠机械的方法来选择的，每个方向有正反向的运动，对进给电动机要求能正、反转，但要求上下、左右、前后三种运动形式相互间应有连锁，以确保操作安全。
2）采用快速电磁铁YC2吸合改变传动链的传动来实现工作台六个方向的快速移动进给。
3）为操作方便还要求M3电动机具有两地控制主轴起动、停止以及工作台快速移动的功能。
4
4）进给运动采用机械变速方法，即改变变速箱的传动比。为了保证进给变速时，齿轮易于啮合，减少齿轮端面的冲击，要求变速时进给电动机有进给变速冲动环节。要求M3电动机变速时，有瞬间冲动（短时转动）控制。 4、主轴电动机和进给电动机间的联锁控制：
1）为了防止刀具和机床损坏，要求只有主轴旋转后，才允许有进给运动，即进给运动要在铣刀旋转之后进行。
2）为了减少加工件表面的粗糙度，加工结束时，只有进给停止后，主轴才能停止或同时停止。
3）进给电动机M3与主轴电动机M2需实现两台电动机的可靠连锁控制。 4）有些铣床为扩大加工能力而增加圆工作台。在使用圆工作台时，（矩形）工作台不允许工作。矩形工作台左右、前后、上下六个方向的运动应具有限位保护。
四、设计任务
1、根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，绘出电气控制原理图，包括主电路和PLC的控制电路接线图，本设计要求采用S7-200 PLC； 2、重要电器元器件的选择和有关计算； 3、进行PLC元件的I/O地址分配；
4、根据控制要求，编制PLC控制程序（梯形图和指令表），并适当给出一些程序注释；
5、完成控制箱内和面板的元器件布置图与安装接线图；
6、列出所需电气设备器材的明细表（应包括：序号、文字符号、器材名称、规格、型号、数量、作用）
7、编制设计说明书（说明书格式见附件）。
5
